题目内容
4.一个物理兴趣小组的同学根据所学光学知识,设计了一个直接测液体折射率的装置.图9是这个装置的示意图,其中的圆是一个圆盘,两条直线BC、EF是在圆盘上所画的两条相互垂直的直径,它们分别代表界面和法线.P1、P2是插在圆盘上的两枚大头针,大头针与圆盘表面垂直且在圆盘的同一半径上.每次测量时让圆盘的下半部分竖直浸入液体中,并保持圆盘上的直线BC与液面相平,然后在圆盘右上方区域观察大头针P1、P2,用一枚大头针P3沿圆周EC部分移动,使其挡住P1、P2,这样只要根据此时P3的位置,就可以直接读出待测液体折射率的值.若测得∠AOF=30°,OP3与OC之间的夹角为45°,则在此时P3所在位置标注的折射率值应为$\sqrt{2}$.
现有一白光光源从F位置沿圆盘边缘向B位置移动,在移动过程中光源发出的细光束始终射向O点,那么在液面上方最先消失的是紫颜色的光.
分析 根据光的折射定律求出折射率的大小.根据折射定律求出全反射的临界角,哪种色光的临界角最小,哪种色光最先消失.
解答 解:由题意知,光线在O点折射时入射角 i=45°,折射角 r=30°,则根据折射定律知:
折射率 n=$\frac{sini}{sinr}$=$\frac{sin45°}{sin30°}$=$\sqrt{2}$.
由全反射临界角公式sinC=$\frac{1}{n}$,知紫光的折射率最大,则紫光的临界角最小,在移动过程中光源发出的细光束始终射向O点,那么在液面上方最先消失的是紫光.
故答案为:$\sqrt{2}$,紫.
点评 解决本题的关键知道折射定律,以及全反射的条件,知道各种色光的频率、折射率等大小关系.
练习册系列答案
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